低速筒式磨煤機(jī)過橋齒輪軸頸磨損故障

低速筒式磨煤機(jī)過橋齒輪軸頸磨損故障的影響因素分析及處理楊宏龍低速筒式鋼球磨煤機(jī)過橋齒輪軸頸磨損是此類磨煤機(jī)多發(fā)故障之一，具體發(fā)生部位為過橋齒輪軸承與軸配合處軸頸。軸頸磨損后，輕則停磨檢修，重則會引起軸承損壞、全軸磨損、彎曲、斷裂、齒輪損毀等重大設(shè)備事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失；齒輪軸的后期檢修工藝復(fù)雜、工作量大，檢修工期較長，對機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行造成嚴(yán)重影響。我公司共有低速磨煤機(jī)8臺，其中DTM320/580、DTM250/400兩種型號各4臺。平均每年要進(jìn)行1-3次過橋齒輪軸頸修復(fù)工作。從我廠磨煤機(jī)檢修記錄中可以看出，此故障出現(xiàn)周期約為14年，根據(jù)磨煤機(jī)容量、軸的材質(zhì)、過盈配合尺寸、軸承潤滑情況、啟停頻率等因素的不同而形成不同的磨損周期。在磨煤機(jī)啟動及運行中，過橋齒輪軸承載著較大的扭矩傳遞工作，特別在啟動時載荷將成倍增長。在此力矩的長期反復(fù)作用下，軸頸及軸承結(jié)合面金屬晶粒將發(fā)生疲勞損壞，機(jī)械強度降低，最終將會因承受不住巨大力矩而發(fā)生軸承“跑內(nèi)圓”現(xiàn)象，此時如繼續(xù)運行，軸頸不斷磨損加劇，如不及時處理，將會造成整個軸系損壞。以下對各影響此磨損周期的因素進(jìn)行分析：一 磨煤機(jī)容量由于磨煤機(jī)容量的不同，過橋齒輪軸所承受的載荷也有不同。載荷增大，磨損周期相應(yīng)縮短。從我公司檢修情況可以看出：DTM250/400型磨損周期約為3-5年，DTM320/580型較DTM250/400型磨損周期縮短約為1-2年。二 軸的材質(zhì)我公司DTM250/400型磨煤機(jī)過橋齒輪軸使用的是45#優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；DTM320/580型則使用20GrMo。合金鋼較45#優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼耐磨性更好一些，但由于其韌性降低，多次發(fā)生了軸頸斷裂故障，使整個軸系報廢。三 過盈配合尺寸過橋齒輪軸頸與軸承內(nèi)圈的配合尺寸一般采用0.030.05mm的過盈配合。適當(dāng)提高過盈尺寸將會使使用壽命有所提高，但過高也將會造成其他負(fù)面影響。例如我公司DTM250/400磨煤機(jī)一過橋齒輪軸頸修配時采取0.07mm的過盈尺寸，在使用過程中情況較好，但2年后發(fā)生了過橋齒輪軸承“跑外圓”現(xiàn)象，致使過橋齒輪軸承座磨損達(dá)2mm，無法修復(fù)。分析其原因：系軸頸過盈尺寸偏大造成的。四 軸承潤滑情況軸承潤滑情況是人為對磨損周期進(jìn)行控制的最關(guān)鍵因素。過橋齒輪軸承所用潤滑油多為3#鋰基潤滑脂，其使用溫度在20120之間，完全能適用軸承潤滑要求。但由于潤滑脂在使用一段時間后會產(chǎn)生“硬化”現(xiàn)象，并且在高溫時容易從軸端流失，所以應(yīng)定期對軸承潤滑脂進(jìn)行補充、更換。一般以每月應(yīng)補充一次為宜；每半年進(jìn)行一次全面更換。夏季應(yīng)適當(dāng)增大補充頻率及補充量。每次更換潤滑脂量應(yīng)以能覆蓋軸承2/3為宜。如果軸承潤滑油得不到及時的補充、更換，將會造成軸承磨損加劇，同時也會使軸頸磨損周期縮短。軸承潤滑狀況差，可造成使用周期縮短至3個月。五 啟停頻率由于磨煤機(jī)啟動時過橋齒輪軸負(fù)載增大，頻繁啟、停磨煤機(jī)將會導(dǎo)致軸頸所承受交變應(yīng)力增大，疲勞損壞程度增加，因此合理控制粉倉粉位、利用輸粉絞龍等設(shè)備有效降低磨煤機(jī)啟停次數(shù)，必將延長磨煤機(jī)過橋齒輪軸頸的使用壽命。六. 其它在設(shè)備運行過程中，過橋齒輪軸承質(zhì)量、軸承座密封質(zhì)量等因素也都對軸頸磨損周期產(chǎn)生較大的影響：由于軸承密封質(zhì)量差，將會造成軸承進(jìn)灰引起軸承磨損，同時也使軸頸磨損加劇；軸承的保持架磨損后將增大軸的傳動力矩，使磨損加??；齒輪中心不對或嚙合存在問題也會使軸系發(fā)生振動，同時加劇磨損；磨煤機(jī)鋼球存量過大，也會引起啟動力矩增加，加重磨損。由于過橋齒輪軸頸的磨損周期存在著不固定性，因此定期、細(xì)致的檢查工作顯得尤為重要。根據(jù)以往檢修經(jīng)驗，每半年（利用小修期間）應(yīng)對過橋齒輪軸頸進(jìn)行一次檢查，具體方法如下：拆除過橋齒輪軸承端蓋；拆除軸端防護(hù)罩及防護(hù)軸套；徹底清理軸承及軸四周油污；用0.020.05mm塞尺塞取軸頸與軸承間間隙。一旦有間隙存在，必須立即進(jìn)行處理。大修期間或軸承運行2年后，則應(yīng)將軸系全部吊出，拆除軸承后進(jìn)行軸頸的直徑實測。過橋齒輪軸頸磨損后，處理方法有多種，都存在各自的優(yōu)缺點。也可對軸進(jìn)行更換處理，但有些過橋齒輪軸與齒輪在出廠時是一體生產(chǎn)的（例如洛陽礦山機(jī)械廠生產(chǎn)的DTM320/580型），整體更換將會帶來巨大的浪費。以下是一些對受損軸頸進(jìn)行修復(fù)的方法。一 軸頸噴涂技術(shù)軸頸噴涂工作分為二個部分：熱噴涂及軸頸加工。熱噴涂就是利用某種熱源，如電弧、等離子弧等將粉末狀或絲狀的金屬和非金屬涂層材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后借助焰流本身的動力或外加的高速氣流霧化并以一定的速度噴射到經(jīng)過預(yù)處理的基體材料表面，與基體材料結(jié)合而形成表面涂層。其噴涂厚度一般在0.15mm以下。經(jīng)噴涂后的軸頸還需經(jīng)車床進(jìn)行精加工，達(dá)到所需要的配合尺寸。噴涂技術(shù)具有檢修周期短，易于處理、花費少等特點，可處理磨損尺寸小于0.20mm以下的軸頸。但經(jīng)后期使用證明：其存在使用壽命短的缺點，一般使用周期為12年。二 軸頸堆焊技術(shù) 軸頸堆焊是指在磨損的軸頸處進(jìn)行堆焊，然后進(jìn)行車削加工獲得所需尺寸的檢修工藝。在軸軸堆焊時，應(yīng)將整軸垂直吊起，以防在焊接受熱時受自重影響而發(fā)生變形。在施焊時，應(yīng)由2名焊工同時操作，對面進(jìn)行，以防止由于熱偏差引起軸變形。焊接后，采用石棉板等保溫材料進(jìn)行保溫。軸頸堆焊后由于受到現(xiàn)場條件限制，無法進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，因此焊接產(chǎn)生的熱應(yīng)力無法消除，嚴(yán)重影響整軸的使用壽命。另外合金鋼軸不宜進(jìn)行堆焊處理，這是因為合金鋼的焊接性能稍差。我公司臺DTM320/580型磨煤機(jī)過橋齒輪軸（合金鋼）在進(jìn)行堆焊處理后，未作保溫、調(diào)質(zhì)處理，僅使用3天后即發(fā)生斷裂。三 軸頸鑲套技術(shù)軸頸鑲套技術(shù)是指在磨損軸頸上鑲上一軸套，再對軸套進(jìn)行車削加工的工藝。其中軸與軸套的過盈配合尺寸為0.20mm，采用熱套的方法使軸與軸套定位。熱套時軸套加熱溫度控制在100120C,最高不超過150C。軸套厚度一般以1015mm為宜，過小則影響軸套強度，過厚則會加大軸頸切削尺寸，使軸的有效直徑減少，降低軸的強度。軸套鑲上后，由于在熱套時會產(chǎn)生一定變形，所以，應(yīng)在熱套后應(yīng)再次對軸套外圓尺寸進(jìn)行加工，以保證同軸度及徑向尺寸符合要求，因此軸套外圓應(yīng)留有0.5mm左右的加工余量。軸套二次加工后與軸承內(nèi)圈之間應(yīng)保持0.030.05mm的緊力。此緊力不可過大，否則在軸運轉(zhuǎn)時將會產(chǎn)生異常熱膨脹，使軸承軌道變形，輕則引起軸承溫度過高，重則使軸承“跑外圓”，引起軸承座損壞。對磨損軸進(jìn)行鑲套處理后，由于軸頸承載面積降低，必然引起軸機(jī)械性能特別是抗扭曲性能的降低，因此必須在平時維護(hù)工作中加強設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。首先應(yīng)做到每月過對橋齒輪軸承加油一次，每半年打開軸承端蓋，檢查軸承保持架、軸承磨損情況；用塞尺檢查軸承內(nèi)圓與軸頸是否存在間隙以確定磨損情況。鑲套工藝盡管在一定程度上影響了軸的機(jī)械性能，但由于其不受軸的材質(zhì)影響，并具有加工周期短的特點，在實際檢修工作中得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)多年實踐證明，鑲套處理后的過橋齒輪軸使用壽命均在3年以上，從未發(fā)生過斷軸現(xiàn)象，是目前對磨煤機(jī)